Lågsvavlig fartygsdrift

Relevanta dokument
Verkliga utsläpp från fartyg

Effekter av utsläppshandel och andra styrmedel. Per Kågeson, Nature Associates LNG och sjöfart

Stockholms Hamnar möter nya miljökrav med LNG

Katalytiska föroreningar

Partikelemissioner från Sjöfart

Modellering av katalytisk oxidation av metan över atmosfärstryck

Installation av scrubbers på fartyg, varför?

Bränsleövergångar Miljölagstiftningarnas inverkan på fartygsdriften

SHIPPING AND MARINE TECHNOLOGY MARITIME ENVIRONMENT. Hur miljövänligt är LNG?

Preem Sveriges största leverantör av drivmedel och Nordens största raffinör... Fartygsbränslen: kvalitet-tillgång-pris

Vätebränsle. Namn: Rasmus Rynell. Klass: TE14A. Datum:

Hur har SECA påverkat färjerederiers val av bränsle på svenskt vatten? Examensarbete inom Sjöingenjörsprogrammet. Leif Andersson Magnus Nilsson

Förbundet Svenska Hamnar

CASTROL OLJEUTBILDNING

EMERSON. Marine Fuel Measurement Solutions. Emerson Overview. Agenda Marin: Fuel Control - Efficiency. Michael Jägbeck

Havs- och Vattenmyndighetens Oljejour på SWECO

Nordiska fa rjerederiers lo sning pa det nya svaveldirektivet

Diesel eller Bensin? Av: Carl-Henrik Laulaja 9A

VOLVO GASLASTBIL. Från koncept till verklighet på bara tre år

Preem Sveriges största leverantör av drivmedel och Nordens största raffinör...

CDC en jämförelse mellan superskalära processorer. EDT621 Campus Helsingborg av: Marcus Karlsson IDA

SANNINGAR OM MILJÖN OCH SJÖFARTEN

Sjöfartens utsläpp i Östersjön Vad görs för att minska utsläppen?

Redarens syn på p LNG

Hybridoljor Fakta om de nya oljorna och deras inverkan på riskbilden, idag och i framtiden

Scania och gasmotorer. Rutger Hörndahl, Bussmarknad Scania-Bilar Sverige AB

Service för rengöring av DPF och katalysatorer till tunga fordon

Vägtrafikens och sjöfartens emissioner. Erik Fridell

Kärnkraft och värmeböljor

BRÄNSLEBESPARANDE LÅGFRIKTIONS MOTOROLJOR VÄXELLÅDSOLJOR BRÄNSLETILLSATSER

Fartygsbild: Magnus Rietz. Vi värnar om miljön

Testrapport. Miljö- och arbetsmiljövänlig rengöring av cisterner Testrapport. Nr

Skilda svavelregler inom EU och globalt

Alfa Lavals rengöringsmetoder for värmeväxlare.

Vad gör vi för att möta utmaningarna ?

Risker och möjligheter med LNG/LBG som bränsle för fartyg

Green Bridge konceptet

Statoils nya Diesel. Tekniska fördelar och funktion

Klassningssystem. På den amerikanska marknaden sätts kraven och klassificeringen genom en etablerad process som leds av API, AAM EMA och ACC.

Biogasdriven Färjeled. Viktor Daun SSPA Sweden AB

ORIGINALRESERVDELAR FRÅN CUMMINS SKILLNADEN ÄR MÄRKBAR. En bättre garanti, oavsett var du befinner dig. Vissa reservdelar är bättre än andra.

En jämförande studie av metanol och MGO Med fokus på emissioner, hantering och kostnader

Undervisningen i ämnet maskintjänst ska ge eleverna förutsättningar att utveckla följande:

Common Rail - En bränslebesparingsstudie En utvärdering av ett nyinstallerat bränsleinsprutningssystem på isbrytaren Ymer

SSPA. LNG ETT NYTT BRÄNSLE FÖR SJÖFARTEN. Johan Gahnström

Växande marknader för LNG i norra Europa

GASUM LNG ÖSTERSJÖNS RENASTE BRÄNSLE.

Är luftkvalitén i Lund bättre än i Teckomatorp?

LNG/LBG, viktigt för utvecklingen av Göteborgs Hamn Gasdagarna i Båstad, Lena Lilienberg

Wynn s Diesel EGR 3 Aerosol Luftintag rengöring.

Företagsnamn: Grundfos Skapad av: Magnus Johansson Tel: +46(0) Datum:

LNG-flytande naturgas. Långsiktighet är målet. Jan Bäckvall, Head of Region Europe North Frukostseminarium 2 februari 2012

By-pass-flitren finns i flera olika modeller och storlekar anpassade till olika fordon/maskiner och användningsområden.

Utbyggnad av infrastruktur för flytande natur- och biogas

TEKNISK BESKRIVNING UCO (Ultra Clean Oil) MODUL FÖR OLJERENING

Ändring i lagen om kvotplikt för biodrivmedel

PLATINUM RIDER 4T 10W-40

Sprit i tankarna? Hur är det egentligen kan man köra tvåtaktaren på E85? Classic Motor har testat! Text & foto: Jim Lundberg

Maritima riskanalyser för LNG

Produktutveckling nu och i framtiden. Sören Eriksson

KOMPLETTERING OCH GUIDE TILL ISF-JOURNALEN

Gjuterigatan 10, 34131, Ljungby, Sverige Tel , Fax

6 Högeffektiv kraftvärmeproduktion med naturgas

Investera i framtiden - och tjäna på det

Manual MODEL 8310 PATENTS PENDING. Importör Kaminexperten Sverige AB

Skrubberns ekonomiska effekt

PROJEKTPRESENTATION: Miljöförbättrande styrmedel för begränsning av sjöfartens luftutsläpp Fokus på SOx och NOx

Smältkarbonatbränslecellen (MCFC) - teknikläget och framåtblick

Kan lägre metanhalt göra biogasen mer lönsam?

Farligt gods. Flygchefsmöte - Helikopter Dan Svensson/inspektör farligt gods luftfart

Information om fordonstvätt

GASOL. Biogas Fordonsgas Gasol Naturgas Vätgas

Svaveldirektiven och de svenska raffinaderierna den framtida situationen. Kandidatarbete inom Sjöfart och Logistik JENNY SVENSSON KAROLINA SKOGLUND

Transportstyrelsens föreskrifter och allmänna råd om rapportering av sjöolyckor och tillbud till sjöss; UTKAST

Supertech Sverige AB

MONTERING AV BOXPACKNINGAR För pumpar & ventiler

Rapport elbilar Framtidens fordon

GENOMFÖRANDEPLAN FÖR ATT GÖRA JÄRFÄLLA KOMMUNS FORDONSFLOTTA FOSSILFRI

LNG träningsmanual för M/T Bit Viking

Utredning rörande åtgärder för fossilbränslefri sjöfart

SÄKERHETSBESTÄMMELSER OCH HANDHAVANDE FÖR KZ312/322-VERKTYGEN

Folke Fritzson. Folke Fritzson Combustion System Scania CV AB

Säkerhetsfunktioner rstå varandra? Finns behov av att avvika från normal säkerhetsfunktion s vissa betingelser under uppstart, ändringar i processen

MONTERINGSANVISNING OCH SKÖTSELRÅD

Vilket av våra vanliga bilbränslen är mest miljövänligt? Klass 9c

Svart- och gråvattenrening

Förnybara energikällor:

Befäl och Bränsleval. Kan befälen påverka bränslevalet ombord? Anton Evensson Anders Qvist. Examensarbete inom Sjöingenjörsprogrammet

Idé och Projektarena Blå tillväxt Skagerrak Olika lösningar mot green, clean shipping; Metanol är ej alternakv Peter Grundevik SSPA Sweden AB

Rücker Nord AB - Miljöhandbok

VISKOTEKET Smörjtekniskt diagnos och dimensioneringsprogram Ett helt nytt tankesätt

Fredrik Nordin, ABB Service Reglerkretsar En underutnyttjad resurs i jakten på ökad produktivitet. ABB April 8, 2016 Slide 1

Keramiska plattor. Keramiska egenskaper

KLIMATANLÄGGNING. Allt du behöver veta om. Allt du behöver veta om PEUGEOT REKOMMENDERAR STÖTDÄMPARE KLIMATANLÄGGNING PEUGEOT ORIGINALDELAR BATTERIET

VATTEN- OCH MILJÖTEKNIK

Kollektivtrafik till sjöss med hänsyn till miljön

Fjärrvärme och fjärrkyla

Finns det några positiva effekter av miljöoljorna förutom att minska belastningen på miljön vid spill?

HydraWay EE En ny generation energieffektiv hydraulvätska

Framgångsrik användning av miljöanpassade smörjmedel. Adj. Prof., Statoil Fuel & Retail, Lubricants R&D

Transkript:

Sjöingenjörsprogrammet Självständigt arbete Lågsvavlig fartygsdrift Permanent drift med MGO på två-takts fartygsdieslar. Patrik Holgersson Robert Friborg 2013-03-28 Program: Sjöingenjörsprogrammet Ämne: Självständigt arbete Handledare: Egon Nilsson Nivå: 15hp Kurskod: SA300S

Sammanfattning Undersökningen omfattar problem som kan uppstå vid permanentdrift på MGO i tvåtakts-fartygsdieslar som tidigare har opererats på HFO. Undersökningen är utförd med hjälp av intervjuer samt en litteraturstudie. Den övergripande slutsatsen är att det är fullt möjligt med drift på MGO, det kräver dock en del anpassningar av systemen. Det enskilt största problemet är den låga viskositeten. Kan inte viskositeten hållas tillräckligt hög så kommer problem med ökat slitage på bland annat bränslepumpar att uppstå. Det kan även förekomma drifts- och startproblem.

Abstract The survey covers issues that may arise during continuous operation of MGO in marine two-stroke diesel engines that have previously been operated on HFO. The survey is conducted with the help of interviews and a literature review. The overall conclusion is that it is entirely possible to operate on MGO, although it requires some adjustments to the system. The single biggest problem is the low viscosity. If the viscosity can t be kept sufficiently high problems with increased wear including fuel pumps may arise. It may also be operating and start-up problems.

Förkortningar och förklaringar MGO: Marine gas oil HFO: Heavy fuel oil DME: Dimetyleter DMB: MDO ingår i denna kategori av bränsle DMA: MGO ingår i denna kategori av bränsle IMO: International maritime organisation MARPOL: International Convention for the Prevention of Pollution from Ships ECA: Emmission control area DNV: Det Norske veritas ISO: International standard organisation TBN: Total base number cst: Centistoke (mått på en vätskas trögflutenhet) Tracing: Värmeslingor runt bränslerören i ett tjockoljesystem för upprätthålla tillräcklig temperatur. Commonrail bränslesystem: Den senaste insprutningstekniken som kombinerar en mekanisk högtryckspump och ett gemensamt förgreningsrör för bränslet, med elektriska, datorstyrda insprutningsmunstycken.

Innehållsförteckning 1. Bakgrund... 1 2. Syfte...2 2.1 Avgränsningar... 2 3. Problembeskrivning...3 3.1 Svaveldirektiven... 3 3.2 Drivmedel... 4 3.2.1 Alternativ till HFO... 4 3.2.2 Raffinering... 5 3.2.3 Bränslets kvalité...6 3.3 Tekniken...6 3.3.1 Svavelreducering...6 3.3.2 Vikten av viskositet...7 3.3.3 Cylindersmörjolja... 8 4. Metod...9 4.1 Rapporter och information...9 4.2 Intervjuer...10 4.3 Maskintillverkarnas egna tester och landbaserad drift...11 5. Resultat...13 5.1 Intervjuer...14 5.2 litteraturstudie... 15 6. Diskussion... 18 6.1 Viskositet... 19 6.2 Energiinnehåll...20 6.3 Smörjförmåga... 21 6.4 Aciditet...22 6.5 Polering av cylinderfoder... 22 6.6 Serviceintervaller...23 6.7 Maskintillverkarnas rekommendationer... 24 7. Avslutande diskussion och slutsatser...24 8. Referenser...27 9. Bilagor... 28 9.1 Intervju maskintillverkare 1...28 9.2 Intervju maskintillverkare 2...29 9.3 Svar från klassningssällskap... 32

1. Bakgrund It is inevitable that the exhaust gas emission from marine engines will be further regulated, and we expect that many new engines, and especially existing engines, will eventually have to be operated on low-sulphur fuel. MAN B&W[1] På 1980 talet infördes strängare regler gällande svavelhalt i marina bränslen, sedan dess har kraven blivit allt strängare. Den första januari 2015 så införs ytterligare striktare svavelkrav enligt svaveldirektiven Marpol 73/78 Annex VI regel 14. Det medför att i alla ECA * områden så är man begränsad till bränsle som innehåller max 0,1% m/m svavel[2] [3], alternativt utrusta fartyget med reningsutrustning som tar bort svavlet ur avgaserna. Efter januari 2015 finns det idag tre alternativ för fartyg som använder högsvavliga bränslen och vill trafikera ECA- områden. Byta till alternativa bränslen som gas eller förnyelsebara bränslen som naturligt inte innehåller över 0,1% svavel. Installera avgasreningsutrustning som tar bort svavlet. Byta till lågsvavligt fossilt bränsle, MGO. Anläggningar för gasdrift och avgasrening finns på marknaden idag men är mycket kostsamma och utrymmeskrävande vilket gör att bränslebyte kan vara ett lönsammare alternativ för vissa fartyg trots att priset på MGO är ca 30% högre än HFO.[4] Eftersom HFO och MGO skiljer sig på olika punkter, främst viskositeten, så finns det skillnader i driftsförutsättningarna. Därmed finns det ett behov att fördjupa sig i de eventuella följderna av en övergång till MGO, det finns idag inget annat fossilt fartygsdestillat som klarar svavelkraven.[5] * ECA områdena: Östersjöområdet - enligt definitionen i bilaga I till MARPOL. Nordsjöområdet - enligt definitionen i bilaga V till MARPOL. Nordamerikanska området - enligt definitionen i tillägg VII i bilaga VI till MARPOL. USA Karibiska havet område - enligt definitionen i tillägg VII i bilaga VI till MARPOL. 1

2. Syfte Syftet är att sammanfatta och utvärdera eventuella driftstekniska samt direkt relaterade underhållstekniska problem vid permanent drift på MGO. Redogöra för vilka åtgärder som kan behöva vidtas i form av ombyggnationer och optimeringar gällande bränslesystem och huvudmaskin. Syftet kan tydliggöras med följande frågor. Ur ett driftstekniskt perspektiv, kommer det att medföra några konsekvenser vid permanentdrift på lågsvavligt MGO enligt svaveldirektivet i ECA områdena 2015, och i så fall vilka? Vilka åtgärder kan bli aktuella för att klara av de nya driftsförutsättningarna? 2.1 Avgränsningar Studien kommer endast att behandla bränslebyte från HFO till MGO, då endast vid permanent drift, därmed inte själva överskiftningsprocessen. Själva övergången mellan bränsletyperna behandlas i en mängd studier och dokument. Därför tas den problematiken inte med. Enbart lågvarviga 2-takts framdrivningsmaskinerier ingår i studien. Med bränslesystem avses allt efter separatorn till förbränningsutrymmet i topplock och kolv. Bunkertankar och bränsleseparering kommer därmed inte att undersökas. Studien kommer enbart behandla MGO som alternativt bränsle, samt bortse från avgasrenings utrustningar. Den ekonomiska aspekten av en övergång till MGO kommer inte att behandlas. 2

3. Problembeskrivning I följande kapitel tas det upp information som inte är direkt relevant för själva undersökningen men för att läsaren skall kunna få en enhetlig bild av studien presenteras en del bakgrundsfakta och information runt svavelproblematiken. 3.1 Svaveldirektiven Vid förbränningsprocessen så bildas det svaveloxid (SOx), hur mycket som bildas beror på mängden svavel som bränslet innehåller. I atmosfären så förenas svaveloxiden i avgaserna med vatten och bildar då svavelsyra. Svavelsyran blir i sin tur surt regn, surt regn för med sig miljöproblem, bland annat försurade sjöar och hav. Här i ligger miljöproblematiken och anledningen till att MARPOL Annex VI finns och ständigt omarbetas. MARPOL Annex VI regel 14 brukar i dagligt tal kallas svaveldirektiven och handlar om utsläppsregler gällande handelsflottan. Svaveldirektiven är en utsläppsreglering som antagits i IMO och regleras i Marpol 73/78 Annex VI(Regulations for the prevention of air pollution from ships) Regulation 14.[2] 19 maj 2005 så antogs annex VI till Marpol och redan 10 oktober så reviderades annex VI och svaveldirektiven introducerades som begrepp. Begränsningarna som gäller och kommer att gälla i alla fartområden är mer tillåtande än i ECA (Emission Control Area) områdena. 4.50% svavelhalt före 1 Januari 2012 3.50% svavelhalt från 1 Januari 2012 0.50% svavelhalt från 1 Januari 2020 Inom ECA områdena så är det betydligt hårdare reglerade gällande utsläpp av svaveloxid från fartyg. 1.50% svavelhalt före 1 Juli 2010 1.00% svavelhalt från 1 Juli 2010 0.10% svavelhalt från 1 Januari 2015 3

3.2 Drivmedel 3.2.1 Alternativ till HFO De allra flesta fartyg använder idag fossila bränslen och då främst tjockoljor med hög svavelhalt eftersom priset är lägre jämfört andra drivmedel. Alternativen efter de nya svavelreglerna blir att antingen rena avgaserna från svavel eller använda ett bränsle som innehåller mindre än 0,1% svavel. Det enda fossila bränslet från råolja, förutom gas, som går att framställa med mindre än 0,1% svavel är MGO. Det går att använda i befintliga framdrivningsmaskinerier med mer eller mindre modifieringar beroende på fartområde, maskintyp mm. Eftersom MGO är en typ av vanlig diesel och används flitigt till maskiner fordon och fartyg värden över finns det en väl uppbyggd infrastruktur och är lätt att få tag i. Gasdrift är ett annat alternativ för att klara svavelkraven. Infrastrukturen för LNG är under uppbyggnad värden över och tros bli ett reellt alternativ i framtiden. Idag används LNG mest i tankbåtar med fasta rutter där tillgång till LNG finns. Av samma anledning börjar det komma LNG fartyg på färjelinjerna. För att kunna använda gas som bränsle i en dieselmaskin krävs omfattande ombyggnation med tankar för gas, bränslesystem och spridare. En sådan ombyggnad blir mycket kostsam och det förväntas inte bli ett alternativ. Vid nybyggnation för gasdrift kan det vara lönsammare, trots en högre kostnad, att bygga fartyget jämfört med traditionella dieselmaskiner. Det finns andra alternativ som till exempel metanol och DME (dimetyleter) men man får nog anse att dessa bränsletyperna fortfarande är på försöksstadiet vad det gäller fartygsdrift. Båda med sina fördelar och nackdelar. Inom landbruk så har bränsletyperna testats i över tio år, men förvaring ombord ställer en del problem att lösa. Energitätheten är tex mindre än för fossila dieselbränslen med andra ord så tar bränslena större plats vid förvaring. DME tar 1,8 gånger större plats än MGO.[6] 4

3.2.2 Raffinering Dagens raffinaderier blir mer och mer komplexa eftersom efterfrågan på renare bränslen ökar i takt med strängare miljöregler både för handelsflottan och på land. För att förädla oljan från oljefälten används först ett destillationstorn som arbetar under atmosfärstryck. Oljan kokar av och stiger uppåt i tornet, beroende på hur lätta de avkokade fraktionerna är kondenseras de på olika nivåer där produkten tas ut. Längst upp tas gaser ut och ju längre ner man kommer desto tyngre och smutsigare är produkten. Illustration 1: Flödesdiagram raffinaderi De avkokade produkterna kallas destillatbränslen och innehåller mycket mindre svavel och andra föroreningar. Efter destillationen renas de olika bränslena ytterligare och vissa additiv kan blandas i för att erhålla önskade egenskaper. Eftersom det är störst efterfrågan på de renare destillatbränslena vill man utvinna mer av dessa från den tjockolja som blir kvar. Det görs genom att destillera oljan ytterligare i ett torn som arbetar under vacuum. Man tillsätter även katalysatorer i tjockoljan som gör att de långa kolkedjorna i oljan krackas till mindre kedjor som avdunstar och blir till destillatbränslen. På detta sätt kan en större mängd destillatbränsle utvinnas. Däremot innehåller den del av oljan som inte avdunstar mer föroreningar som måste tas bort innan det används som bränsle i bland annat fartyg.[7] 5

3.2.3 Bränslets kvalité Fartygsbränslens delas in i olika kategorier efter egenskaper. De två olika sorterna, destillatbränslen och tjockoljor delas i sin tur upp i olika sorter enligt ISO 8217. Nedan följer utdrag ur ISO standarden. Illustration 2: Tabell ISO 8217 Destillatbränslen delas in i klasser efter hur tjocka de är, DMX oljan är ett rent destillatbränsle men har för låg flampunkt för att få användas till maskinerier ombord på fartyg. DMB är antingen en blandning av rent destillat och tjockoljor eller enbart destillat. DMA är den enda kvalitén som kan uppfylla kravet på 0,1% svavelinnehåll efter januari 2015. MGO är således ett bränsle ur kategorin MDA.[7] 3.3 Tekniken 3.3.1 Svavelreducering För att kunna fortsätta användningen av tjockolja med högt svavelinnehåll måste avgasreningsutrustning installeras. Idag finns ett flertal tillverkare av skrubbers till fartyg och på senare år har flera försöksfartyg utrustats med skrubbers med goda reningsresultat. På land har reningsanläggningar i form av skrubbers använts sedan 30- talet, den första typen av skrubberanläggning installerades på Battersea powerstation i England 1931. Det är först på 70-talet som tekniken vinner stor mark och installeras på anläggningar världen över[8]. Problemet till sjöss är att anläggningarna är stora och utrymmeskrävande. Det är också en relativt dyr teknik att implementera i sitt fartyg, men allt eftersom bränslepriserna ökar blir det allt mer lönsamt att installera för att kunna köra på ett billigare bränsle. Globalt sett ställs ökade krav på minskat svavelinnehåll i bränslen till lastbilar och andra fordon på land, om även sjöfarten ska använda dessa lågsvavliga destillatbränslen 6

kommer efterfrågan och därmed priset att stiga allt mer. Den tjockolja som blir kvar vid raffineringen blir inte lika eftertraktad och därmed billigare. Att använda den till sjöss i kombination med en skrubberanläggning blir då lönsamt trots stora investeringskostnader. Illustration 3: Våtskrubber Äldre skrubberteknik spolar ut föroreningarna direkt överbord, principen för dagens skrubberteknik är att man tillsätter natriumhydroxid (kaustiksoda). Natriumhydroxiden reagerar med avgasernas svaveloxid i ett slutet system där avgaserna duschas med natriumhydroxidlösningen. Reningsprocessen genererar två avfall, det smutsigaste avfallet går till en sludgetank och behandlas som spillolja. Resterande avfall är vatten med en viss grad av föroreningar som enligt IMO s regelverk får pumpas överbord. När man trafikerar områden med begränsningar mot att pumpa restvattnet överbord så samlas vattnet i en tank. Wärtsiläs skrubberteknik ska klara av en svavelreducering på 97%.[9] 3.3.2 Vikten av viskositet Den minsta viskositeten på bränsle som dagens moderna dieselmaskiner kan köra på är normalt 2 cst. Vid HFO drift är inte minimiviskositeten något problem, oljan värms däremot upp för att få ner viskositeten till Ca 12 cst. Vid MGO drift kan det behövas en anläggning för att kyla bränslet för att få upp viskositeten över 2 cst. MGO når den nedre viskositetsgränsen redan vid ca 40 C. På nordligare breddgrader med kallare klimat kan man klara sig utan kylning eller kylning med det kalla sjövattnet via en värmeväxlare. I varmare klimat måste dock någon form av kylanläggning installeras, en så kallad chilleranläggning. Se illustration 4 för en principskiss på en chilleranläggning. 7

Illustration 4: Chilleranläggning 3.3.3 Cylindersmörjolja Cylindersmörjoljan har förutom att smörja cylinderfoder och kolv till uppgift att neutralisera sura ämnen från förbränningsprocessen. Förmågan att reducera dessa ämnen graderas med vad som kallas TBN-tal. Det är svavlet i bränslet som i sig är surt, med en lägre mängd svavel så åtgår olja med ett lägre TBN-tal. Vid felaktig cylinderolja, med för högt TBN-tal i förhållande till svavelhalten i bränslet så kan det bli koksbildningar, det är kalciumaska som bildar avlagringar på kolvkronan. Används cylinderolja med för lågt TBN-tal så kan vad som kallas kall-korrosion förekomma då de sura ämnena i bränslet inte neutraliseras fullt ut. Svavlet som finns kvar i avgaserna fäller ut svavelsyra och detta verkar då frätande på bland annat cylinderfodret. Utfällningen börjar när cylinderfodertemperaturen sjunker under svavlets dagpunkt 160 C. För att undvika dessa problem så skall cylinderoljan anpassas och rätt TBN-tal väljas. Även mängden olja måste anpassas för att slippa problem.[10] 8

4. Metod Undersökningen är utförd som en kvalitativ litteraturstudie kombinerat med intervjuer av personal från maskintillverkare samt ett klassningssällskap. Arbetsprocessen har gått till på följande sätt: Faktainsamling och granskning av publicerat material Kontakt med klassningssällskap, rederier och maskintillverkare Kvalitativ intervju med tekniskt kunniga personer från maskintillverkare samt klassningssällskap 4.1 Rapporter och information Litteratur i form av rapporter och servicebulletiner från maskintillverkare, oljebolag, rederier samt klassningssällskap är den huvudsakliga källan till litterär information. Denna information finns inom ett relativt litet område och är skriven av personer verksamma inom samma bransch. Alla rapporter som har använts är offentliga, därför finns inget behov av att hålla dessa anonyma. Att välja ut det litterära materialet som skall granskas är relativt enkelt eftersom innehållet i dessa rapport ofta är koncentrerat till ett specifikt ämne, i en urvalsprocess så har det valts ut det som handlar om och berör drift med MGO. För att analysera innehållet ytterligare delas materialet upp i kategorier med avseende på dess ursprung, för att först kunna jämföra fakta inom de olika kategorierna, och sedan ställa de olika kategoriernas fakta gentemot varandra. Servicebulletiner från främst de två stora tillverkarna av 2-taktsdieslar, MAN B&W och Wärtsilä innehåller information om drift på MGO. Bulletinerna tillsammans med intervjumateriel från maskintillverkare ger en bra bild av deras syn på MGO drift. Även klassningssällskap har gett ut många rapporter och rekommendationer, kanske främst vad gäller bränsleövergångar mellan HFO och MGO, men dessa speglar även problemen vid permanent drift med MGO. Klassningssällskapens rapporter tenderar även att belysa driftssäkerhetsaspekten mer än slitage och driftsoptimering som maskintillverkarna gärna tar upp. 9

Hos oljeproducenterna finns det mycket litteratur att använda, främst när det gäller framställning av MGO samt egenskaper som smörjförmågan, viskositet och annan data som påverkar driften av fartygsdieslar. Vad gäller informationen från maskintillverkarna så bör den granskas mycket källkritiskt efterssom den informationen är framtagen av de som marknadsför och tjänar pengar på maskinerna. Den kan heller inte utelämnas efterssom det är just tillverkarna av maskinerna som står för den största kunskapen om sina egna maskiner. Oljebolagens publikationer i ämnet kan av samma anledning också anses som ganska partiska på grund av att de vill framhäva att just deras produkter fungerar bäst. Den mest opartiska informationen torde komma från klassningssällskapen vars syfte är att underbygga en säker framdrift av fartygen. 4.2 Intervjuer Ur intervjuer med personal från maskintillverkare har det framkommit mer detaljerad information om driftsförutsättningar än genom deras skrivna servicebulletiner och rapporter. Ett fåtal kvalitativa intervjuer har gjorts. Vikten ligger på att intervjua personer med rätt teknisk bakgrund och kunskap. Vid intervjuerna har 8 frågor varit likadana för alla som intervjuats. De fasta frågorna krävs för att lättare kunna komma fram till ett resultat och dra en slutsats. Då personerna som intervjuats har olika kompetensområden har även en individuellt anpassad del använts vid varje intervju.[11] De personer från maskintillverkarna som har intervjuats är teknisk personal med insyn i den tekniska utvecklingen och servicen av maskinerna. Både maskintillverkaren och namnet på personen från maskintillverkaren har därför gets total anonymitet, dels för att de ska våga ge ut så bra information som möjligt och dels för att inte riskera att hänga ut eventuella brister eller fördelar med ett specifikt varumärke. Den intervjuade representanten från klassningssällskapet har också varit anonym främst med tanke på att få så mycket information som möjligt. Efter att kontakt hade etablerats med de personer som var intressanta för vidareintervjuer genomfördes en mailbaserad intervju. Valet att använda sig av mailintervju grundar sig på att frågornas tekniska komplexitet kräver viss efterforskning i deras egna material för att få fram så bra svar som möjligt. 10

Frågorna som har varit lika vid samtliga intervjuer: Om man har för avsikt att bedriva permanent drift på MGO istället för HFO, vilka konsekvenser kommer det att få enligt din uppfattning? Kommer nuvarande maskiner behöva anpassas och hur omfattande enligt din uppfattning? Vilken eller vilka skillnader på nuvarande HFO bränslen och MGO bränslen kommer ha störst inverkan på fartygsdriften? Om man byter bränsle till MGO vilka konsekvenser tror du att man kan man räkna med över tid? På vilket sätt tror du att underhållsintervallerna behöver anpassas? Finns det som du vet om några indikationer på ökat slitage på maskiner som körs på MGO istället för HFO? Har ni gjort eller tagit del av testkörningar med MGO på lågvarviga 2-takts dieselmaskiner? Har du tagit del av någon rapport som behandlar MGO konvertering? 4.3 Maskintillverkarnas egna tester och landbaserad drift Enligt en av dem stora maskintillverkarna i Europa så görs alla testkörningar i deras laboratorium på gasolja. Have you done or taken part of test runs with MGO on low speed two-stroke diesel engines? Please be aware that our engines are typically tested on the test bed while running on MGO. Moreover, on our test engines, the majority of the running hours are made on MGO (emission regulations). We have also a couple of power plants operation on MGO. In addition, we have one customer operating his engines permanently in California coastal waters. Tillverkare 11

Man kan fundera på hur stora paralleller man kan dra med fartygsdrift på MGO och tillverkarnas testkörningar eller bruk i kraftstationer. Dessvärre har vi inte kunnat komma i kontakt med fartyget som är i permanent drift på MGO utanför Kalifornien. Några punkter att reflektera över. Testmaskinerna är nya och inte ännu slitna Provkörningarna sker i en kontrollerad laboratoriemiljö Tillverkaren har möjlighet att maximera prestandan på valt bränsle Förhållanden på ett fartyg går inte att simulera fullt ut I landbaserade elproducerande anläggningar så är driftsförhållandena alltid de samma och alltid med samma belastning.(något som tillverkarna också lyfter fram i sin jämförelse med fartygsdrift) Kan man då dra några slutsatser av tillverkarnas testkörningar? Ja enligt oss. Man bör dock vara kritiskt i sitt förhållningssätt på tillverkarnas tester. Många av problemen som kommer att uppstå vid dagligt bruk i fartyg uppstår förmodligen aldrig i testbänken. Our experience with continuous low-sulphur fuel operation and cylinder lubrication with low-bn cylinder lube oil is primarily obtained from stationary engines, operating at 100% load and 100% rpm in high ambient conditions. MAN B&W[1] Maskintillverkarnas testar sina maskiner under långa perioder både i utvecklingsstadiet och efter lansering. Testerna utförs för att minimera risken för fel när maskinen väl är i drift. Även om förhållandena på ett fartyg inte kan simuleras fullt ut ger det ändå en god inblick i eventuella framtida driftproblem. 12

5. Resultat Studien är baserad på publicerat material från opartiska källor samt servicebulletiner från maskintillverkare. Kontakt har tagits med maskintillverkare samt DNV för en fördjupad bild av eventuell problematik. Det finns en hel del information som är gammal och inte helt korrekt. Alla källor till information har ungefär samma förhållningssätt och rekommendationer till drift på MGO. Studien lyfter fram några punkter i analysen som inte är riktigt lika i alla rapporter som granskats, samt de viktigaste likheterna. Det viktiga i analysen av insamlad data är att se till validiteten i källan och vad källan har för motiv med sitt material. Litar man blint på källorna så får man eventuellt en något vinklad information. Källor som ej är direkt knutna till maskintillverkarna: Guidelines for operation on distillate fuels, The Swedish Club, 2009[12] Safety and Integrity of Marine Fuel Pumps Operating on 0.1% Sulfur Marine Gas Oil, Power reaserch inc, Ralp E Lewis, 2009[13] Low sulphur fuels Properties and associated challenges, DNV[14] Use of low sulfur marine fuel for main and auxiliary diesel engines, Royal Belgian institute of Marine engineers, 2009[15] Everything you need to know about marine fuels, Chevron, 2006[16] Shell ship quality assurance, Main engine start failure, 02/2011[17] Personlig kontakt med DNV Information från maskintillverkarna: Service Letter SL09-515/CXR, MAN B&W, 2009[18] RT-82 Distillate fuel use, Wärtsilä, 2009[19] Operation on low-sulphur fuels MAN B&W two-stroke engines, MAN B&W, 2010[1] Personlig kontakt med maskintillverkare 13

5.1 Intervjuer I studien har teknisk personal från de två ledande tillverkarna av 2-takts maskiner intervjuats samt personal från ett rederi som har testkört ett av sina fartyg på MGO och en inspektör på ett klassningssällskap. Intervju med maskintillverkare 1 Enligt tillverkaren kan deras maskiner köra på MGO utan några maskinella ombyggnader. Det som framhävs som det viktigaste att tänka på är att viskositeten på bränslet är korrekt innan bränslepumparna på maskin och att cylinderoljan måste anpassas till den lägre svavelhalten i MGO jämfört med HFO. Vad gäller övrigt slitage och serviceintervaller är det inte någon skillnad på HFO och MGO drift även om det framhålls att MGO är ett renare bränsle vilket kan innebära mindre slitage på bränslepumpar och spridare. Intervju med maskintillverkare 2 Även maskintillverkare 2 påpekar att deras maskiner klarar av MGO som bränsle. Maskintillverkaren framhäver viskositeten som den avgörande faktorn, speciellt med hänsyn till gamla slitna bränslepumpar, boosterpumpar och cirkulationspumpar som eventuellt inte klarar av att hålla trycket uppe med MGO pga större toleranser. Vad gäller cylindersmörjoljan måste den också anpassas till bränslet. Intervallerna för rengöring av turbiner och avgaspannor kan förlängas med MGO drift men inte för maskinen i övrigt, eventuellt kan ett kortare intervall behövas för bränslepumpar och kolvhalningar. Anledningen till det skulle kunna bli kortare serviceintervall på bränslepumparna är om viskositeten inte kan hållas på en tillräckligt hög nivå. Någon orsak till kortare intervall på kolvhalning ges inte. Klassningssällskapet De intervjuade klassningssällskapet har erfarit problem med bränslepumparna och läckage pga för låg viskositet. Problem med kvalitén på bränslet i form av för låg flampunkt har förekommit och även bakterietillväxt i bränslesystemet. Trots att MGO är ett standardiserat bränsle så förekommer avvikelser vid leverans, bränslet följer inte 14

standarden, tex flampunkt kan avvika. Rederiet Kontakt har tagits med en tekniskingenjör på ett rederi, dessvärre så var dem inte intresserade av att ställa upp på någon intervju. Vi fick en del material från dom gällande provkörningar de har gjort med MDO drift på fartyg. Enligt källan så kördes det även till stora delar på MGO. Det nämns inte i de erhållna rapporterna, så det bortses ifrån i den här studien. 5.2 litteraturstudie I den granskade litteraturen finns uppgifter om en mängd problem som kan uppstå vid drift på MGO. För låg viskositet Ökad förslitning på bränslepumpar Internt läckage i bränslepumpar Läckage från flänsar och kopplingar Startproblem Reducerad effekt Felaktigt anpassad cylindersmörjning Ökat slitage på kolv och cylinderfoder I stort sett all granskad litteratur tar upp att de smörjande egenskaperna är sämre med MGO kontra HFO trots additiv pga den lägre viskositeten och därmed sämre hydrodynamisk smörjning. Den hydrodynamiska smörjningen kan beskrivas som en funktion av viskositeten.[12] Följderna kan bli skador som kan uppstå i bränslepumpar pga de sämre smörjegenskaperna i MGO. Enligt en rapport kan smörjegenskaperna avhjälpas med tillsatser i bränslet.[13] Vikten av rätt additiv i bränslet lyfts fram och problemen med för låg viskositet. Bränsleleverantören skall konsulteras för att man ska erhålla bränsle 15

med rätt additiv.[15] Som tidigare nämnts så står de hydrodynamiska smörjande egenskaperna i direkt proportion till viskositeten, en ökad förslitning av delar som smörjs av bränslet är att vänta med ökat underhåll som följd. Den största förslitningen borde uppstå i bränslepumparna på grund av att dem helt litar på bränslet som smörjmedel.[14] Underhålls- och serviceprogram bör anpassas för MGO drift.[15]. En åtgärd som kan bli aktuell vid drift på MGO är att plungern i bränslepumpen kan behöva bytas ut mot en med tungstencarbid-coating.[15] MAN B&W rekommenderar att de smörjande egenskaperna ska kontrolleras vid MGO-bunkring. Som följd av slitna bränslepumpar så ökar risken för startsvårigheter eftersom korrekt bränsletryck inte kan uppfordras.[18] Det finns en rapport från Shell som behandlar startproblem som uppstod på ett fartyg som skiftade mellan HFO och MGO, trots att studien inte behandlar själva övergången så tar rapporten upp några viktiga punkter. Ett fartyg hade tre misslyckade startförsök på MGO (backmanöver) inom 48 timmar. Pga av detta tog de hjälp av tekniker från maskintillverkaren som kom fram till att viskositeten var för låg, 1,5-1,6 cst innan bränslepumpen. Detta ledde till dåligt bränsletryck och dåligt tryck i spridarna med dålig atomisation av bränslet som följd. Det ledde till att bränslet inte förbrändes. I detta fallet hade besättningen glömt att stänga av tracingen. Man kan summera detta med hur viktigt det är att upprätthålla rekommenderad viskositet.[17] Starttest ska genomföras med jämna mellanrum för att se att maskinen fungerar som den ska. Är viskositeten för låg startar inte maskinen pga för lågt bränsletryck. Det rekommenderas även att testa vid olika temperatur (viskositet) på bränslet[18] Låg viskositet ger följande problemområden enligt Wärtsilä Anpassning av bränslepumpens timing, pga av ökat läckage mellan pumphelix och utropsporten. Det är ej något problem på Wärtsiläs 2-takt pga av att timingen styrs med ventiler. Smörjande egenskaper mellan fodret och plungern blir sämre. Om bränslet är av rätt kvalité behövs inga åtgärder eftersom plungern inte har någon helix på Wärtsiläs pumpar, ytan som kan ta upp krafterna är större och kan då ta upp krafterna bättre och klara av att pumpa MGO utan större slitage. 16

Alla deras maskiner kan köras på MGO men det blir ett ökat läckage från bränslepumparna som bör avledas och återföras till bränslesystemet. På grund av ökat läckage kan man få ett ökat index på reglerstången och regulatorn kan behöva justeras för att få ut korrekt effekt på maskin. Pga låg densitet blir värmevärdet lägre per volymenhet än HFO, vilket ger ytterligare ökning av reglerstångsindex. När MGO används kan förbränningen bli effektivare vilket ger ökat topptryck vilket verkar negativt på kolvringar och andra komponenter i förbränningskammaren. Topptrycket ska mätas och insprutningstidpunkten ska backas för att kompensera de högre topptrycket.[19] Viskositeten vid insprutningsventilen måste följa tillverkarens instruktioner annars kan dåligt insprutningsmönster förekomma med följd att uppbyggnad av avlagringar i cylindern kan uppstå. Det kan även resultera i effektförluster med försämrade emissioner.[20][14] Det kan uppstå läckage i flänsar och tätningar till följd av låg viskositet.[15] Problem lyfts fram med skillnaderna i energiinnehåll och anpassningen i insprutnings karaktäristiken som då behöver göras.[13] Det lyfts även fram problem med sämre förbränningsförmåga med icke komplett eller sen förbränning som följd. Det kan resultera i startsvårigheter, knackningar och ökad uppbyggnad av sot och restprodukter i cylindern.[14]för nybyggen ska man överväga ett elektroniskt styrt bränslesystem för bättre optimering med bibehållen effekt, minskade emissioner och bättre bränsleekonomi. Det framhålls att informationen skall tas med försiktighet och användas i samråd med maskintillverkaren eftersom de själva inte är tekniska experter. [15] Pga lägre lägre aciditet i MGO måste cylindersmörjoljan anpassas annars byggs det upp restprodukter på kolven, det kan resultera i förslitning av cylinderfoder och kolv. Eventuella slitage på cylindersmörjutrustning kan uppstå pga lägre tillförsel av cylindersmörjolja. Viktigt är att alla munstycken klarar att leverera oljan vid den lägre tillförseln och att man testar det. Eftersom bränslet måste kylas för att erhålla rätt viskositet kan det bli en ökad värmestress när det kallare bränslet flödar genom den varmare bränsleventilen.[14] En rapport publicerad av MAN B&W är baserad på landbaserade kraftstationer som använder lågsvavlig diesel, det finns klara paralleller med fartygsdrift och är därmed intressant. Vad gäller det lägre flödet av cylindersmörjolja efter anpassning så bör en 17

inspektion utföras av cylinder, kolv och kolvringar för att säkerställa korrekt smörjning. Pga de sämre smörjegenskaperna kan bränslepumparna fastna. Hittills har de inte fått några rapporter om sämre smörjegenskaper från fartyg men eftersom fler fartyg kommer att köra på MGO så planeras ett test med lågvisköst bränsle med låg svavelhalt och sämre smörjande egenskaper. Testet ska genomföras med standardkomponenter men med en speciell non-stick coating på plungern. Den låga viskositet ger följande problem för bränslepumpen. dålig hydrodynamisk smörjning (haveri som följd), dåligt insprutningstryck (svårt att starta och köra på låg last), sämre marginal på bränslepumpsindex (begränsad accelerationsförmåga) MAN maskiner har testkörts på MGO och klarar bränslet utan problem men rekommendationer och servicebulletiner måste följas. Maskiner med Common rail klarar det bättre pga bränslepumparna och kan lättare optimeras. Utslitna bränslepumpar ger startproblem. En bränslepump räknas som utsliten när indexet har ökat 10 % eller mer vid HFO drift. Många supply och booster pumpar klarar inte 2 cst utan måste ofta ha ca 5 cst. [1] Underhålls- och serviceprogram bör anpassas för MGO drift.[15] 6. Diskussion It is inevitable that the exhaust gas emission from marine engines will be further regulated, and we expect that many new engines, and especially existing engines, will eventually have to be operated on low-sulphur fuel. On MAN B&W two-stroke engines, no difference in the engine performance is considered between distillate and heavy fuel operation. However, operators must take the necessary precautions and follow our service instructions MAN B&W[1] Många av problemen som fanns initialt när man började med lågsvavliga bränslen är idag lösta. När man började med lågsvavliga bränslen i lastbilar och andra landfordon så hade man stora problem med skurna bränslepumpar till följd av bristfällig smörjning. Till stora delar är det idag löst med olika additiv som tillsätts till bränslet. Det var också dålig kemisk stabilitet på de första lågsvavliga bränslena samt en hög aciditet som gav frätande skador i maskinerna, den problematiken blev också avhjälpt via additiv. 18

I början så antogs alla problem bero på den lägre svavelhalten idag är det allmänt känt att så inte är fallet. Svavel i sig tillför ingen nytta, men när svavlet tas bort vid raffineringen så försvinner även andra komponenter. Den hårdare krackningen bidrar till instabilitet. Viskositeten blir också lägre när dom tyngre fraktionerna har tagits bort ur bränslet. MGO är snarlikt HFO men man kan konstatera att det är skillnader som man måste ta hänsyn till. 6.1 Viskositet Det man kan konstatera efter att ha granskat litteratur och pratat med tillverkarna är att viskositet är det stora problemet med MGO, dom flesta driftstekniska och underhållstekniska problem kan härledas till låg viskositet vid MGO drift. Viskositeten på MGO är lägre än på HFO, det kan skapa en mängd problem. Det man vet med säkerhet är att mängden läckolja från bränslepumparna kommer att bli så stor att man måste ta tillvara på oljan för att återföra den i systemet igen, detta är oavsett om man kyler bränslet innan bränslepumparna. Om man granskar graferna i illustration fem så ser man att viskositeten på MGO är 2 cst vid 40 C. 2 cst är den lägre gränsen som maskintillverkarna anger som operationell. Anledningen att man får en större mängd läckolja är att pumparnas toleranser är dimensionerade efter HFO som har en högre viskositet. Man kan tillverka pumpar med mindre toleranser men enligt maskintillverkarna är det inte aktuellt utan man vill kunna köra på HFO vid behov. Det kan även uppstå pumpbarhetsproblem vid för låg viskositet, om man börjar köra en maskin som innan gått på HFO finns risken att slitaget är så pass stort på pumparna att dom inte orkar uppfordra tillräckligt högt tryck då oljan läcker förbi plungern. Är bränslepumparna i bra skick och viskositeten på brännoljan över 2 cst så ska det inte ge några körbarhetsproblem. Det kan dock enligt en av tillverkarna som kontaktas ge viss problematik vid start samt backmanöver om viskositeten är för låg eller att pumparna är slitna och trycket inte kan uppfordras tillräckligt snabbt. Om viskositeten är för låg så kan man bland annat få problem med dåligt insprutningsmönster och till följd av det en försämrad förbränning med minskad effekt och förhöjda emissioner. Över tid så kan en uppbyggnad av restprodukter uppstå i cylindrarna som följd. 19

Innan systemen är inkörda på MGO kan det uppstå läckage i flänsar och kopplingar på grund av lägre viskositet. Det torde vara ett övergående problem som är ganska lätt att lösa. Hur stora problemen blir är systemberoende, vilket skick systemet är i samt vilken typ av kopplingar och rör som har använts. En av våra källor tar upp ett eventuellt problem, de hävdar att det kan uppstå värmestress i insprutningsventilerna pga av den lägre temperaturen på MGO. Temperatur differensen blir alltså större mellan insprutningsventilen och topplocket än vid drift på HFO. Om det i sin tur kommer att medföra några verkliga problem är svårt att säga. Man måste nog se driften över tid för att få det klarlagt. 400 VT Diagram Bränslets viskositet i cst 40 4 Mgo Mdo Hfo If-380 0,4 0 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Bränslets temperatur i grader celcius Illustration 5: Diagram som illustrerar MGO, MDO samt HFO och dess viskositet i förhållande till temperatur 6.2 Energiinnehåll MGO har ett lägre energiinnehåll per volymenhet samt lägre densitet än HFO (IF 380) detta i sig medför att maskinen kan behöva balanseras upp och justeringar på insprutningstidpunkt samt insprutad volym behöver anpassas. Man kan om inte regulatorn klarar att kompensera för det lägre energiinnehållet få ut mindre effekt. Problematiken blir större om bränslepumparna är slitna och rätt tryck och mängd inte kan uppfordras. 20

Man kan se detta i praktiken på att reglerstångsindexet på pumparna kommer att vara högre vid drift på MGO jämfört med HFO. Preem Gas Oil 10 Densitet vid 15 C 840 kg/m 3 Energiinnehåll 10 kwh/liter 11.9 kwh/kg[21] Preem IF 380 CR Densitet vid 15 C 990 kg/m 3 Energiinnehåll 11.2 kwh/liter 11.3 kwh/kg[22] Om maskinen som skall köras på MGO är utrustad med ett dieselsystem av commonrailtyp så är justeringen en enkel sak, man gör ändringar i det elektroniska styrsystemet för att ändra insprutningstidpunkt och mängd insprutat bränsle. Har man däremot en maskin med ett konventionellt bränslesystem utan elektronikstyrning så måste man shimsa om pumparna för att ändra insprutningstidpunkten. 6.3 Smörjförmåga Smörjförmågan med MGO är lägre än med HFO detta påverkar slitaget negativt och då främst i bränslepumpar. Det finns dock ganska lite information gällande detta samt en del motstridiga rapporter. Det är ett ganska svårgreppat problem som kräver längre tid av drift på MGO för att se vilka följder det får. Man kan lösa problemen med lägre smörjförmåga medelst additiv, så det är inte säkert att det kommer att få några stora följder med lägre smörjförmåga. Man bör enligt vissa källor testa smörjförmågan på varje bunkring av MGO för att se att smörjförmågan håller specifikation. Studien påvisar inga klara bevis på att den lägre smörjförmågan ska påverka slitaget i någon stor utsträckning. Det är de komponenterna som litar på bränslet som smörjmedel som löper risken att ta skada av dålig smörjning. Maskintillverkarna hävdar att det inte kommer att bli några problem med ökat slitage, men det finns andra rapporter som indikerar att så blir fallet. Den lägre viskositeten har direkt samband med sämre smörjförmåga då det är lättare att tränga igenom det smörjande skiktet och få genomslag och direkt kontakt mellan metall.[20] 21

Om man följer rekommendationerna på viskositeten så bör det inte bli några följder med ökat slitage på grund av bristfällig smörjförmåga. 6.4 Aciditet En lägre aciditet på MGO bidrar till att man måste anpassa cylindersmörjoljans TBN-tal. Man måste ha ett lägre TBN-tal och ett lägre flöde på oljans tillförsel. Ju högre TBN-tal desto bättre är smöroljan på att reducera aciditet som bildas vid förbränningen av bränslet. Om inte smörjoljan kan trimmas in både vad det gäller TBN-tal och smörjoljeflöde så kan översmörjning med koksbildning förekomma som följd. Utrustningen som hanterar cylindersmörjolja bör kontrolleras så att den klarar av förändringen av oljans flöde. Man måste också övervaka slitaget då det kan öka något vid lägre oljeflöde. Det skall även tillses att alla munstycken levererar olja som dom ska. 6.5 Polering av cylinderfoder En av tillverkarna av fartygsmaskinerier anger att det kan förekomma polering eller så kallad glasning av cylinderfoder, detta beror i sig inte på det lågsvavliga bränslet utan på översmörjning. Om man inte har anpassat cylindersmörjningen så kan detta uppstå. Poleringen uppstår av karbonbildningar på kolvtoppen som i sin tur polerar fodret och ett för tidigt slitage uppstår. Det är inte bara mängden cylinderolja som avgör utan även oljans TBN-tal. Har ni upplevt eller sett några indikationer på att kolvringar och cylinderfoder blir glasade som följd av MGO drift? Inte mig veterligen. Däremot så är bore polish något som uppstår när man kör med för mycket cylinderolja, alternativt att oljan har för högt TBN tal. I dessa fall så handlar det alltså inte direkt om problem med att köra på bränslet, utan problem med insikten av vad för mycket cylinderolja kan ställa till med. Det som händer är att avlagringar bildas på kolvkronan och dessa blir så tjock att avlagringarna polerar fodret. I det fallet så blir fodret glasat och cylinderoljan har inte möjlighet att fästa på 22

väggen eftersom strukturen är tilltäppt i fodret. Då uppstår sk Micro seizures och scuffing. Tillverkare Gällande denna typ av problematik så är det en av tillverkarna som kontaktas påtalar att det kan bli problem av den här typen med bore-polishing. Den andra tillverkaren säger sig aldrig ha upplevt eller hört om detta fenomen. Det beror nog på hur man väljer att tolka frågan, då problematiken i sig härrör från en felaktig anpassning av cylindersmörjningen. Om cylindersmörjningen fungerar som det är tänkt och att flöden och TBN-tal är anpassat så ska det inte medföra något slitage eller driftproblem. 6.6 Serviceintervaller Vad det gäller serviceintervaller på maskiner som skall köras på MGO istället för HFO så finns det motstridiga uppgifter, en av dom stora tillverkarna hävdar att intervallerna för service kan förlängas och en annan att dom till och med kan bli kortare. Med serviceintervaller menas till exempel byte av kolv och cylinderfoder. Om man funderar på problematiken så borde man kunna dra slutsatsen att på grund av lägre smörjförmåga så kan slitaget bli större, men å andra sidan är cylindersmörjningen rätt intrimnad skulle man kunna komma runt denna problematik. Dock så borde fortfarande bränslepumpens slitage bli större. Sanningen ligger nog någonstans mittemellan dom båda tillverkarnas förhållnings sätt. Nedsmutsningen av maskinerna blir mindre, så mindre rengörande underhåll är att förvänta. Det man måste ta med i beräkningen att initialt när man går över från HFO till MGO så kan man få en del ökad nedsmutsning i systemen då avlagringar och rester från HFO tvättas rent av MGO och följer med i systemet. Vilka följder i form av slitage och serviceåtgärder det ger är omöjligt att dra några slutsatser om då det finns så många olika system. 23

6.7 Maskintillverkarnas rekommendationer Den nedre gränsen för viskositeten är 2 cst, det finns rekommendationer på hur man ska kunna hålla viskositeten högre. Man behöver installera kylanläggningar med värmeväxlarteknik och i en del fall om man trafikerar varmare klimat, chilleranläggning. Man vill helst ha god marginal och kan man hålla 3 cst innan bränslepumparna så är det att rekommendera för att få lite marginal. Läckaget förbi plungern kommer att bli större så någon form av återledning från läckoljetanken till bränslesystemet behövs för att bränsleförlusterna inte skall bli för stora. Det anmodas också att man ska tillse att bränslepumparna är i gott skick för att tillräckligt tryck ska kunna uppfordras. Testkörningar bör göras två gånger om året för att tillse att maskinen tex klarar av en backmanöver samt att den är lätt att starta på MGO. Det finns testförfarande för detta som tex MAN B&W har publicerat. MAN B&W rekommenderar att man testar smörjförmågan innan man brukar inköpt bunker, för att tillse att rätt additiv är tillsatta i bränslet hos leverantören. Är dom smörjande egenskaperna för dåliga så blir det ett ökat slitage på främst bränslepumparna. Kör man MGO utan additiv så kommer bränslepumparna att skära ganska omgående då dom smörjande egenskaperna inte är tillräckliga.[19][18][13] 7. Avslutande diskussion och slutsatser Syftet var att sammanfatta och utvärdera eventuella driftstekniska samt direkt relaterade underhållstekniska problem vid permanent drift på MGO. Redogöra för vilka åtgärder som kan behöva vidtas i form av ombyggnationer och optimeringar gällande bränslesystem och huvudmaskin. Syftet kan tydliggöras med följande frågor. Ur ett driftstekniskt perspektiv, kommer det att medföra några konsekvenser vid permanentdrift på lågsvavligt MGO enligt svaveldirektivet i ECA områdena 2015, och i så fall vilka? Vilka åtgärder kan bli aktuella för att klara av de nya driftsförutsättningarna? 24

Allt strängare miljökrav gör att man måste anpassa vilken typ av bränsle man brukar i sitt fartyg, trafikerar man till störst del ECA områden så får det stora följder för driften av fartyget. Man kommer inte kunna operera på tjockolja som fatygsmaskiner idag är anpassade att köras på om inte ombyggnationer för avsvalingsanläggningar utförs. Det finns en del olika alternativ att välja på både alternativa bränslen och skrubberteknik. I studien har MGO undersökts som ett alternativ och det anses vara det enklaste alternativet. Men är det verkligen så enkelt? Om permanent drift på MGO kommer att medföra några problem är fortfarande inte fullt ut klarlagt. Det krävs mer tester i verklig drift är för att konsekvenserna ska klarläggas helt. Det finns indikationer på ökat slitage och kortare serviceintervaller men det finns för lite substans för att dra några klara slutsatser. Man kan konstatera att resultatet på en del av frågeställningen är att det krävs data över tid från kommersiell drift för att dra några säkra slutsatser. Däremot så kan man med ganska stor säkerhet säga vilka åtgärder som blir aktuella för att klara av drift på MGO. Någon form av kylanläggning till bränslet Läckoljehantering Anpassning av insprutnings karaktäristiken Byte av cylindersmörjolja till lägre TBN-tal samt minska volymen av tillförd cylindersmörjolja Eventuellt läckage från kopplingar och flänsar måste åtgärdas Byta ut slitna bränslepumpar. Det är med andra ord inte bara att byta bränsle i tankarna och börja köra. Det kräver en viss anpassning, i vissa fall mer och andra fall mindre, man måste göra tester på det enskilda systemet för att se vilka ombyggnationer och anpassningar som är aktuella. Man bör redan nu ha ganska långtgående planer på vilka ombyggnationer och anpassningar som måste utföras om man skall klara av att följa dom nya 25

svaveldirektiven. I studien har det generaliserat ganska mycket och inte närmare behandlat enskilda fartyg, man gör bäst i att följa respektive maskintillverkares rekommendationer till punkt och pricka, samt ha en god dialog med tillverkaren för att tillse en smidig övergång till MGO. Överlag så får man nog dra slutsatsen att tillverkarnas rekommendationer är adekvata och lämpliga, men man får utvärdera om problematiken över tid är utredd tillfredsställande. Den absolut viktigaste punkten för att tillse en drift utan för stort slitage på maskinerna är viskositeten samt att dom smörjande egenskaperna är tillräckligt goda. While lubricity is a key issue with 0.1% sulfur marine gas oil, the hydrodesulphurization process used to create these fuels also creates performance and emissions problems that must also be addressed to ensure the safe and reliable operation of marine two and four-stroke engines. Ralph E Lewis,Power reaserch inc[13] För framtida studier så kan den ekonomiska aspekten vid den typen av bränslebyte som den här studien avhandlar vara av intresse. Det finns också intressanta infallsvinklar på miljöpåverkan från skrubberanläggningar. Den tekniska aspekten som det inte har hittats något material på är den ökade risken med hantering av stora volymer kaustiksoda som är nödgat vid bruk av skrubberanläggningar, säkerhetsrisker, utbildning osv. 26

8. Referenser 1: MAN B&W, Operation on low-sulphur fuels MAN B&W two-stroke engines, 2010, 2: DNV, Marpol 73/78 Annex VI Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships,, http://www.dnv.com/binaries/marpol%20brochure_tcm4-383718.pdf 3: IMO, Sulphur oxides (SOx) Regulation 14, 12/9-2012, http://www.imo.org/ourwork/environment/pollutionprevention/airpollution/pages/sulphu r-oxides-(sox)-%e2%80%93-regulation-14.aspx http://www.bunkerworld.com/prices/port/nl/rtm/4: www.bunkerworld.com, Bunkerworld, 09/08-2012, http://www.bunkerworld.com/prices/port/nl/rtm/ 5: Royal Belgian Institute of Marine Engineers, Use of Low Sulfur Marine Fuelfor Main and Auxiliary Diesel Engines, 2009, http://ebookbrowse.com/gg-05-09-2010-198-pdfd54183341 6: Per Kågeson KTH,, 2012 7: Kees Kuiken, Diesel Engines I for ship propulsion and powerplants, 2008 8: Wikipedia, Flue-gas desulfurization,, 9: Daniel Gerdås/Johan Svantesson, Möjligheter och problem medstyrmedel riktade mot sjöfartensmiljöpåverkan, 2012-04-15 10: Mattias Mikkelsen, Andreas Nilsson, Jacob Westberg, Bränsleövergångar, Miljölagstiftningarnas inverkan på fartygsdriften, 2010-04-19 11: Ejvegård, Rolf, Vetenskaplig metod, 2009 12: The Swedish club, Guidelines for operation on distillate fuels, 2009 http://www.infomarine.gr/attachments/047_safety%20and%20integrity%20of %20Marine%20Fuel%20Pumps.pdf13: Ralph E. Lewis, Safety and Integrity of Marine Fuel PumpsOperating on 0.1% Sulfur Marine Gas Oil, 27.12.2009 14: DNV, Low sulphur fuels Properties and associated challenges,, httpwww.infomarine.grattachmentsarticle961dnv%20low%20sulfur %20Recommendations.pdf 15: Royal Belgian Institute of Marine Engineers, Use of Low Sulfur Marine Fuelfor Main and Auxiliary Diesel Engines, 2009, http://ebookbrowse.com/gg-05-09-2010-198- pdf-d54183341gg-05-09-2010-198-pdf-d54183341 16: Chevron, Everything you need to know about marine fuels, 2006 17: Shell, Shell ship quality assurance, Main engine start failure, 02/2011 18: MAN B&W,, 19: Wärsilä, Service Bulletin RT-82, 29.06.2009, http://www.arb.ca.gov/ports/marinevess/meetings/042810/wartsila_rt_82.pdf 20: Chevron, Diesel Fuels Technical Review, 2007, http://www.scribd.com/doc/45498111/diesel-fuel-tech-review 21: Preem, Produktinformation gas oil 10, 2012 22: Preem, Produktinformation eldningsoljor if380 cr, 2012 27